專利名稱：一種聚酯全拉伸竹節絲及其方法制備的制作方法
技術領域：
本發明屬于功能差別化纖維技術領域，特別是涉及ー種聚酯全拉伸(FDY)竹節絲及其制備方法。
背景技術：
聚酯全拉伸粗細竹節絲是ー種沿纖維軸方向具有線密度粗細比差異以及其它潛在特性的新型功能差別化纖維，其中，纖維中最高線密度與最低線密度之比稱為粗細比，且粗細比大小適中，粗細節呈均勻分布或者隨機分布；竹節絲的特征是同一根纖維具有在纖維軸向有不同取向度和結晶度的超分子結構，通常粗節取向度及結晶度低，細節取向度及結晶度高。因而在相同染色條件下，同一根纖維吸色率隨粗細竹節及其位置而異，產生顔色深淺相間的效果，是碎花或雪花色調織物、特別是仿麻仿毛仿短纖紗風格織物的原料。 目前，竹節絲制備可以通過機械地改變拉伸比或者采用吐出速度差紡絲的方法制造，但較多通過采用降低紡絲速度和降低牽伸比的不均勻拉伸或者采用POYエ藝到DTYエ藝ニ步法的變形加工，或采用復合竹節絲、包覆性竹節絲的制備方法來獲得粗細竹節絲。用這種方法制備得到竹節絲的粗細比的大小及分布變化波動大，難以控制，導致染色深淺反差太大；其粗節取向度過低，在假捻、染整或堿減量后加工處理時易脆化，產生毛絲和斷頭；粗細節不勻，易造成粗節分布過度集中，凹凸感不強，透氣性差，有悶熱感；其次，エ藝復雜，流程長，產品質量不穩定，影響織物風格及其品質，難以制得超仿麻、仿毛風格和功效，最終影響產品品質和織物風格以及市場發展前景。因此，要獲得較好的粗細節比大小及其分布，必須在極窄范圍的拉伸條件下進行拉伸，但エ藝上較難掌握；同時，粗細比隨卷繞速度増大而減小，但由于目前上述制備方法的卷繞速度太低，造成產量低、成本高、產品質量不穩定。中國發明專利CN101328620公開了ー種閃光竹節滌綸長絲的制備方法，由紡絲通過噴絲板改造生產三角形預取向絲(POY)，使絲具有閃光的特點，在POY的后加工過程中采用I. 4 I. 46較小的拉伸倍數及相對較高的定型溫度，加工得到DTY閃光竹節滌綸長絲。該產品竹節由后續DTYエ藝所得，為具有彈性的彈カ絲，會導致光澤性變差，絲的風格發生變化，竹節效果不夠明顯，且采用ニ步法生產，エ藝復雜，成本高昂。中國發明專利CN101748502 B.公開的FDY滌綸竹節長絲及制備方法，采用FDYエ藝，拉伸速度2800 3200m/min，拉伸預網絡壓力O. 22MPa,拉伸倍數L 9 2. 22，熱輥速度GR1/GR2分別為1400 1600m/min和2800 3200m/min,熱輥溫度GR1/GR2分別為65 75°C和108 118°C。該エ藝雖為ー步法生產，有利于降低生產成本，但其紡絲速度僅為3000m/min左右，速度低，產量低，成本高，因此，生產エ藝亟需改進。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，利用現有FDY設備資源，熔融紡絲拉伸采用一歩法エ藝，提供一種紡絲速度快，生產成本低，產量高，纖維的粗細比大且均勻，具有易上染，色澤鮮艷，高附加值以及高品質的聚酯全拉伸竹節絲及其制備方法。
實現本發明目的的技術方案是提供一種聚酯全拉伸竹節絲，規格為76dtex/24f 110dtex/72f，粗節在纖維長度方向呈相間隨機分布；它包括質量分數為O. 5 3. 0%的聚甲基丙烯酸甲酯添加劑，其斷裂強度為2. 70 cN/dtex 3. 40cN/dtex,斷裂伸長率為40% 80%。竹節絲的粗細比為I. 20 I. 60 :1，竹節絲的粗節長度為15 40mm，竹節密度為5 15個/m。ー種如上所述的聚酯全拉伸竹節絲的制備方法，采用一歩法生產エ藝，其條件如下
1、在聚酯切片中加入質量分數為O.5 3. 0%的聚甲基丙烯酸甲酯添加劑；
2、切片與添加劑在螺桿中充分混合后，采用6級螺桿熔融擠壓エ藝，6級螺桿的溫度分別為 281±2°C、287±2°C、290±2°C、292±2°C、291±2°C和 291±2°C ；
3、熔體經噴絲板擠出成為熔體細流后，采用環吹風冷卻エ藝凝固成為絲條；環吹風的エ藝條件為風溫21 ±2°C，風壓40 50Pa，濕度70土5% ；
4、噴嘴上油集束后的絲束在壓カ為O.7±0. 05 bar的條件下進行預網絡，再經第一熱輥，速度1750 1850m/min，溫度80 90°C ;第ニ熱輥，溫度120 130°C ；
5、以4600m/min 5000m/min的拉伸速度進行卷繞成型，制成規格為76dtex/24f 110dtex/72f的聚酯全拉伸竹節絲絲餅。所述聚酯切片的特性粘度為O. 648dl/g。與現有技術相比，本發明的有益效果是
I、本發明選擇了ー種高效、低價的聚合物添加剤，采用合理的添加速率和最佳添加量
O.5% 3. 0%，通過調整添加劑加入量及其相關的生產エ藝條件，來調整和有效地控制聚酯全拉伸粗細竹節絲中，粗細比大，竹節明顯，竹節粗細均勻及相間隨機分布，以及粗節所保持較高的取向度等潛在特性，確保正常生產和產品質量。由于添加劑的添加主要是在紡絲階段完成，沒有廢料排出，可達到清潔生產的目的。2、在不改動原有設備的情況下，利用在現有FDY設備資源，通過在熔融紡絲拉伸一步法過程中添加聚甲基丙烯酸甲酯添加劑和合理選擇紡絲溫度、冷卻吹風固化條件、上油集束位置和卷繞速度，制備聚酯全拉伸(FDY)粗細竹節絲產品的方法，使產品品質和附加值得到了提高。3、通過在熔融紡絲拉伸一步法過程中添加聚甲基丙烯酸甲酯添加剤，確保以4600 5000m/min拉伸速度紡制聚酯全拉伸粗細竹節絲，比目前采用現有技術制備方法的拉伸速度(2800 3200m/min)提高50 60%，并提高產量和質量，生產成本大幅降低，產品利潤率提尚更大。4、同樣產量的產品消耗的水電大幅減少，節能同時減排，對環境保護意義重大；本發明具有紡絲速度高、エ藝簡單、生產易于控制，且成本低、質量好、附加值高等特點，成本比目前采用現有技術ー步法的70%左右或者POY-DTY ニ步法的50%左右。5、本發明制備得到的聚酯全拉伸(FDY)粗細竹節絲具有易上染，色澤鮮艷，染料消耗減少，高顯色性能等潛在特性功能，其織物制成品具有吸濕透氣、手感干爽、觸感豐滿、懸垂性佳、穿著舒適性好等超仿麻、仿毛風格效果。
圖I是采用本發明實施例提供的一步法聚酯全拉伸竹節絲織布、染色后的產品效果圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明技術方案作進ー步的闡述。實施例I
本實施例的紡制エ藝流程為聚酯切片干燥一將干切片與添加劑加入螺桿熔融一紡絲箱體一計量泵一紡絲組件一熔體擠出一冷卻成形一上油一牽伸一熱定型一卷繞成型一制得聚酯全拉伸粗細竹節絲。紡絲設備中，采用聚酯切片熔融紡絲方式，它基于生產常規品種的FDY設備，包括干燥、螺桿熔融擠壓裝置，在螺桿熔融擠壓裝置的進料口上安裝添加劑注入器，紡絲箱體、計量泵、紡絲組件、噴絲板紡絲裝置，在噴絲板的下方安裝環吹風冷卻裝 置；卷繞成形裝置包括第一、第二牽伸輥，預網絡器和卷繞機，所述的二道預網絡器置于第一牽伸棍與第二牽伸棍的中間，以及4600m/min 5000m/min卷繞裝置。本實施例提供ー種76dteX/24f聚酯全拉伸竹節絲制備方法。生產エ藝中FDY紡絲成形加工エ藝參數及性能指標為聚酯切片特性粘度為O. 648dl/g，在熔融紡絲中在線添加聚甲基丙烯酸甲酯添加劑的添加量為聚酯原料質量分數的O. 5%，切片與添加劑在螺桿中充分混合后，采用6級螺桿熔融擠壓エ藝，6級螺桿的溫度分別為281±2°C、287±2°C、290±2°C、292±2°C、291±2°C和291±2°C ;紡絲溫度290°C，環吹風風壓為40Pa，環吹風溫度21°C，濕度70±5%，噴嘴上油集束后的絲束經壓カ為O. 7±0. 05 bar的預網絡器進行預網絡后，第一熱輥速度為1750m/min，第一熱輥溫度80°C，第二熱輥溫度120°C，拉伸速度4600m/min,制成規格為76dtex/24f的聚酯全拉伸粗細竹節絲絲餅。所紡制獲得聚酯全拉伸粗細竹節絲在纖維軸長度方向呈粗細竹節均勻及相間無規分布，徑向粗細比為
I.20/1 I. 60/1,竹節絲的粗節長度15 40mm,竹節密度5 15個/m ;粗細竹節絲的斷裂強度為3. 10cN/dtex，斷裂伸長率為41%。參見附圖1，它是采用本實施例提供的一歩法制備聚酯全拉伸竹節絲エ藝得到的纖維經織造、染色后的產品效果圖。由圖I可以看出，織物中，纖維線密度粗細比差異大，竹節明顯，竹節粗細均勻，呈相間隨機分布。采用添加聚甲基丙烯酸甲酯添加剤，合理調整和控制紡絲成形過程中未牽伸絲的結晶和取向程度以及纖維的自然拉伸倍數，具備粗節仍可保持較高的取向度而避免后加工時發生脆化，生產聚酯全拉伸粗細竹節絲的制備方法。本發明解決了現有技術紡制聚酯全拉伸粗細竹節絲粗細比或大或大，絲強度偏低，紡絲速度低、產量低，成本高，エ藝復雜，流程長，難以控制，質量不穩定，產品凹凸感不強，透氣性差，有悶熱感，產品質量不穩定，難以制得仿麻、仿毛風格等缺陷。由于纖維粗細節之間的差Λ η相差較大，染色時深淺反差大，有利于形成染色差異，竹節效果明顯，具備易上染，色澤鮮艷，染料消耗減少，高顯色性能等潛在特性。其制得的超仿麻、仿毛織物制成品具有干爽手感型、觸感豐滿柔軟、著色強、吸濕保濕、透氣性好、懸垂性佳、穿著舒適性好等超高仿真天然纖維風格和效果，因此能廣泛應用于服裝面料、床上用品、裝飾用品等中高端市場消費領域。本實施例所述的聚酯全拉伸竹節絲，其截面可包括圓形和異形。實施例2
本實施例提供ー種110dteX/36f —步法聚酯全拉伸粗細竹節絲制備方法。生產エ藝參數及性能指標為聚酯切片特性粘度為O. 648dl/g，在熔融紡絲中在線添加聚甲基丙烯酸甲酯添加劑的添加量為聚酯原料質量分數的I. 1%，采用6級螺桿熔融擠壓エ藝，6級螺桿的溫度分別為 281±2°C、287±2°C、290±2°C、292±2°C、291±2°C和 291±2°C ;紡絲溫度290°C，環吹風風壓為40Pa，環吹風溫度21°C，第一熱輥速度為1750m/min，第一熱輥溫度82°C，第二熱輥溫度123°C，拉伸速度4700m/min，所紡制獲得聚酯全拉伸粗細竹節絲在纖維軸長度方向呈粗細竹節均勻及相間無規分布，徑向粗細比為I. 20/1 I. 60/1，竹節絲的粗節長度15 40mm，竹節密度5 15個/m ;粗細竹節絲的斷裂強度為3. 05cN/dtex,斷裂伸長率為43%。
實施例3
本實施例提供ー種110dtex/36f —步法聚酯全拉伸粗細竹節絲制備方法。生產エ藝參數及性能指標為聚酯切片特性粘度為O. 648dl/g，在熔融紡絲中在線添加聚甲基丙烯酸甲酷添加劑/添加劑的添加量為聚酯原料質量分數的I. 5%，采用6級螺桿熔融擠壓エ藝，6級螺桿的溫度分別為 281 ± 2°C、287 ± 2°C、290 ± 2°C、292 ± 2°C、291 ± 2°C和 291 ± 2°C;紡絲溫度290°C，環吹風風壓為50Pa，環吹風溫度21°C，第一熱輥速度為1800m/min，第一熱輥溫度84°C，第二熱輥溫度129°C，拉伸速度4800m/min，所紡制獲得聚酯全拉伸粗細竹節絲在纖維軸長度方向呈粗細竹節均勻及相間無規分布，徑向粗細比為I. 20/1 I. 60/1，竹節絲的粗節長度15 40mm，竹節密度5 15個/m ;粗細竹節絲的斷裂強度為3. 05cN/dtex,斷裂伸長率為45%。實施例4
本實施例提供ー種110dt/72f —步法聚酯全拉伸粗細竹節絲制備方法。生產エ藝參數及性能指標為聚酯切片特性粘度為O. 648dl/g，在熔融紡絲中在線添加聚甲基丙烯酸甲酷添加劑的添加量為聚酯原料質量分數的2. 0%，采用6級螺桿熔融擠壓エ藝，6級螺桿的溫度分別為 281±2°C、287±2°C、290±2°C、292±2°C、291±2°C和 291±2°C ;紡絲溫度290°C，環吹風風壓為50Pa，環吹風溫度21°C，第一熱輥速度為1850m/min，第一熱輥溫度840C，第二熱輥溫度129°C，拉伸速度4850m/min，所紡制獲得聚酯全拉伸粗細竹節絲在纖維軸長度方向呈粗細竹節均勻及相間無規分布，徑向粗細比為I. 20/1 I. 60/1，竹節絲的粗節長度15 40mm，竹節密度5 15個/m ;聚酯全拉伸粗細竹節的斷裂強度為2. 98cN/dtex，斷裂伸長率為43%。實施例5
本實施例提供ー種110dtex/36f —步法聚酯全拉伸粗細竹節絲制備方法。生產エ藝參數及性能指標為聚酯切片特性粘度為O. 648dl/g，在熔融紡絲中在線添加聚甲基丙烯酸甲酷添加劑/添加劑的添加量為聚酯原料質量分數的2. 5%，采用6級螺桿熔融擠壓エ藝，6級螺桿的溫度分別為 281 ± 2°C、287 ± 2°C、290 ± 2°C、292 ± 2°C、291 ± 2°C和 291 ± 2°C;紡絲溫度290°C，環吹風風壓為50Pa，環吹風溫度21°C，第一熱輥速度為1850m/min，第一熱輥溫度86°C，第二熱輥溫度129°C，拉伸速度5000m/min，所紡制獲得聚酯全拉伸粗細竹節絲在纖維軸長度方向呈粗細竹節均勻及相間無規分布，徑向粗細比為I. 20/1 I. 60/1，竹節絲的粗節長度15 40mm，竹節密度5 15個/m ;粗細竹節絲的斷裂強度為2. 95cN/dtex,斷裂伸長率為46%。實施例6
本實施例提供ー種110dtex/36f —步法聚酯全拉伸粗細竹節絲制備方法。生產エ藝參數及性能指標為聚酯切片特性粘度為O. 648dl/g，在熔融紡絲中在線添加聚甲基丙烯酸甲酷添加劑/添加劑的添加量為聚酯原料質量分數的3. 0%，采用6級螺桿熔融擠壓エ藝，6級螺桿的溫度分別為 281 ± 2°C、287 ± 2°C、290 ± 2°C、292 ± 2°C、291 ± 2°C和 291 ± 2°C;紡絲溫度290°C，環吹風風壓為50Pa，環吹風溫度21°C，第一熱輥速度為1850m/min，第一熱輥溫度86°C，第二熱輥溫度129°C，拉伸速度5000m/min，所紡制獲得聚酯全拉伸粗細竹節絲在纖維軸長度方向呈粗細竹節均勻及相間無規分布，徑向粗細比為I. 20/1 I. 60/1，竹節絲的粗節長度15 40mm，竹節密度5 15個/m ;粗細竹節絲的斷裂強度為2. 75cN/dtex,斷 裂伸長率為56%。
權利要求
1.一種聚酯全拉伸竹節絲，規格為76dtex/24f 110dtex/72f,粗節在纖維長度方向呈相間隨機分布，其特征在于它包括質量分數為O. 5 3. 0%的聚甲基丙烯酸甲酯添加剤，其斷裂強度為2. 70 cN/dtex 3. 40cN/dtex,斷裂伸長率為40% 80%。
2.根據權利要求I所述的ー種聚酯全拉伸竹節絲，其特征在于竹節絲的粗細比為I.20 I. 60 :1，竹節絲的粗節長度為15 40mm，竹節密度為5 15個/m。
3.權利要求I所述聚酯全拉伸竹節絲的制備方法，其特征在于采用一歩法生產エ藝，其條件如下(1)在聚酯切片中加入質量分數為O.5 3. 0%的聚甲基丙烯酸甲酯添加劑；(2)切片與添加劑在螺桿中充分混合后，采用6級螺桿熔融擠壓エ藝，6級螺桿的溫度分別為 281±2°C、287±2°C、290±2°C、292±2°C、291±2°C和 291±2°C ；(3)熔體經噴絲板擠出成為熔體細流后，采用環吹風冷卻エ藝凝固成為絲條；環吹風的エ藝條件為風溫21 ±2°C，風壓40 50Pa，濕度70土5% ；(4)噴嘴上油集束后的絲束在壓カ為O.7±0. 05 bar的條件下進行預網絡，再經第一熱輥，速度1750 1850m/min，溫度80 90°C ;第ニ熱輥，溫度120 130°C ；(5)以4600m/min 5000m/min的拉伸速度進行卷繞成型，制成規格為76dtex/24f 110dtex/72f的聚酯全拉伸竹節絲絲餅。
4.根據權利要求3所述的聚酯全拉伸竹節絲的制備方法，其特征在于所述聚酯切片的特性粘度為O. 648dl/g。
全文摘要
本發明公開了一種聚酯全拉伸竹節絲及其制備方法。在不改動現有FDY生產裝置的基礎上，采用在聚酯切片中加入質量分數為0.5～3.0%的聚甲基丙烯酸甲酯添加劑，以4600m/min～5000m/min的拉伸速度一步法生產聚酯全拉伸竹節絲。得到的竹節絲其徑向粗細比為1.20～1.60/1，竹節絲的粗節長度15～40mm，竹節密度5～15個/m；斷裂強度2.70cN/dtex～3.40cN/dtex，斷裂伸長率40%～80%。采用本發明技術方案獲得的聚酯全拉伸竹節絲具有產量高、成本低、質量好及性能穩定，產品附加值高和性價比優勢明顯的特點，達到了節能減排、保護環境、清潔生產和增加效益的目的。
文檔編號D01F1/10GK102828278SQ20121035140
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月20日 優先權日2012年9月20日
發明者管新海 申請人:蘇州大學